(57)【要約】【課題】電力の伝送効率を改善する。【解決手段】周波数発生器１１０は、共鳴素子１３０の有する共鳴周波数と略同一の周波数成分からなる電気信号の電力を、励振素子１２０を介して共鳴素子１３０に出力する。共鳴素子１３０は、インピーダンスおよびキャパシタンスを有する素子であり、周波数発生器１１０からの電気信号により磁界を発生させる。磁界結合回路２００は、共鳴素子１３０と同等の共鳴周波数を有する回路であり、共鳴素子１３０との間の磁界共鳴によって結合状態となる。そして、この磁界結合回路２００は、共鳴素子３３０との間においても磁界結合を生じて、共鳴素子１３０からの電力を共鳴素子３３０に伝送する。共鳴素子３３０は、磁界結合回路２００を通じて伝送された電力を、励振素子３２０を介して整流回路に出力する。整流回路３１０は、共鳴素子３３０からの電気信号から直流電圧を生成する。【選択図】図１
2010219838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インダクタンスおよびキャパシタンスを有する第１の共鳴素子と、前記インダクタンスおよびキャパシタンスにより定まる共鳴周波数と略同一の周波数成分からなる電気信号の電力を発生させて前記発生された電気信号を前記第１の共鳴素子に供給する周波数発生器とを備える電力供給装置と、
前記第１の共鳴素子との間において磁界共鳴による結合状態となる磁界結合回路と、
前記磁界結合回路との間の磁界共鳴によって前記電力供給装置からの電力を受けるための第２の共鳴素子を備える受電装置と
を具備する電力伝送システム。
【請求項２】
前記磁界結合回路は、前記第１の共鳴素子の有するインダクタンスおよびキャパシタンスにより定まる共鳴周波数と略同一の共鳴周波数を有する請求項１記載の電力伝送システム。
【請求項３】
前記磁界結合回路は、前記第１および第２の共鳴素子により発生される磁界の磁界方向と略同一線上に磁界を発生させる請求項１記載の電力伝送システム。
【請求項４】
前記磁界結合回路は、前記第１および第２の共鳴素子により発生される磁界の磁界方向に対して略平行に磁界を発生させる請求項１記載の電力伝送システム。
【請求項５】
前記磁界結合回路は、前記第１および第２の共鳴素子の間の距離の中程に位置する請求項１記載の電力伝送システム。
【請求項６】
前記磁界結合回路は、インダクタンスおよびキャパシタを有する複数の共鳴素子を備える請求項１記載の電力伝送システム。
【請求項７】
前記受電装置は、前記第１の共鳴素子または前記磁界結合回路との間の磁界共鳴によって前記電力供給装置からの電力を受ける請求項１記載の電力伝送システム。
【請求項８】
インダクタンスおよびキャパシタンスを有する共鳴素子と、
前記インダクタンスおよびキャパシタンスにより定まる共鳴周波数と略同一の周波数成分からなる電気信号の電力を発生させて前記発生された電気信号を前記共鳴素子に供給する周波数発生器と、
前記共鳴素子の前記共鳴周波数と略同一の共鳴周波数を有する複数の共鳴素子と
を具備する電力出力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力伝送システムおよび電力出力装置に関し、特に磁界共鳴を用いて電力を供給する電力伝送システムおよび電力出力装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、無線による電力伝送技術として電磁誘導を利用するものが広く用いられている。これに対して、近年、電場または磁場の共鳴を利用した電力伝送技術が注目されている。例えば、コイルおよびキャパシタからなる共鳴素子により生じる磁界の共鳴現象を用いた電力伝送システムが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００７／０２２２５４２号（図３）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述の従来技術では、電力を供給する電力供給装置に備えられた共鳴素子と、電力供給装置から供給される電力を受ける受電装置に備えられた共鳴素子との間の磁界共鳴による結合によって電力を伝送することができる。しかしながら、このような磁界共鳴を利用した電力伝送システムにおいては、共鳴素子間の距離が離れる程、電力の伝送効率が低下してしまう。
【０００５】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、電力伝送システムおよび電力出力装置において電力の伝送効率を改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その第１の側面は、インダクタンスおよびキャパシタンスを有する第１の共鳴素子と、上記インダクタンスおよびキャパシタンスにより定まる共鳴周波数と略同一の周波数成分からなる電気信号の電力を発生させて上記発生された電気信号を上記第１の共鳴素子に供給する周波数発生器とを備える電力供給装置と、上記第１の共鳴素子との間において磁界共鳴による結合状態となる磁界結合回路と、上記磁界結合回路との間の磁界共鳴によって上記電力供給装置からの電力を受けるための第２の共鳴素子を備える受電装置とを具備する電力伝送システムである。これにより、第１の共鳴素子との間において磁界結合を生じる磁界結合回路と、第２の共鳴素子との間の磁界共鳴による結合によって、電力供給装置からの電力を受電装置に伝送させるという作用をもたらす。
【０００７】
また、この第１の側面において、上記磁界結合回路は、上記第１の共鳴素子の有するインダクタンスおよびキャパシタンスにより定まる共鳴周波数と略同一の共鳴周波数を有するようにしてもよい。これにより、磁界結合回路を、第１の共鳴素子の有する共鳴周波数と略同一の共鳴周波数に設定することによって、第１の共鳴素子と磁界結合回路との間の結合度合いを高くせしめるという作用をもたらす。
【０００８】
また、この第１の側面において、上記磁界結合回路は、上記第１および第２の共鳴素子により発生される磁界の磁界方向と略同一線上に磁界を発生させるようにしてもよい。これにより、第１および第２の共鳴素子により発生される磁界の磁界方向と略同一線上に磁界を発生させるという作用をもたらす。
【０００９】
また、この第１の側面において、上記磁界結合回路は、上記第１および第２の共鳴素子により発生される磁界の磁界方向に対して略平行に磁界を発生させるようにしてもよい。これにより、第１および第２の共鳴素子により発生される磁界の磁界方向に対して、略平行に磁界を発生させるという作用をもたらす。
【００１０】
また、この第１の側面において、上記磁界結合回路は、上記第１および第２の共鳴素子の間の距離の中程に位置するようにしてもよい。これにより、磁界結合回路を第１および第２の共鳴素子の間の距離の中間付近に配置させることによって、磁界結合回路と第２の共鳴素子との間の結合度合いを高くせしめるという作用をもたらす。
【００１１】
また、この第１の側面において、上記磁界結合回路は、インダクタンスおよびキャパシタを有する複数の共鳴素子を備えるようにしてもよい。これにより、インダクタンスおよびキャパシタンスを有する複数の共鳴素子を磁界結合回路に備えさせるという作用をもたらす。
【００１２】
また、この第１の側面において、上記受電装置は、上記第１の共鳴素子または上記磁界結合回路との間の磁界共鳴によって上記電力供給装置からの電力を受けるようにしてもよい。これにより、第１の共鳴素子および磁界結合回路の少なくとも一方と、第２の共鳴素子との間の磁界共鳴によって、電力供給装置からの電力を受電装置に受けさせるという作用をもたらす。
【００１３】
また、本発明の第２の側面は、インダクタンスおよびキャパシタンスを有する共鳴素子と、上記インダクタンスおよびキャパシタンスにより定まる共鳴周波数と略同一の周波数成分からなる電気信号の電力を発生させて上記発生された電気信号を上記共鳴素子に供給する周波数発生器と、上記共鳴素子の上記共鳴周波数と略同一の共鳴周波数を有する複数の共鳴素子とを具備する電力出力装置である。これにより、周波数発生器から電気信号を供給される共鳴素子と複数の共鳴素子との間において磁界共鳴による結合状態を生じせしめるという作用をもたらす。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、電力伝送システムおよび電力出力装置において電力の伝送効率を改善することができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１の実施の形態における電力伝送システムの一構成例を示すブロック図である。
【図２】共鳴素子１３０および３３０の間の伝送距離の中間に配置された磁界結合回路２００を回転させたときの電力の伝送効率に関する測定結果の一例を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態における磁界結合回路２００を共鳴素子１３０および３３０の間において同軸線上に移動させたときの伝送効率に関する測定系統を示す概念図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態における共鳴素子１３０および３３０の間において同軸線上に磁界結合回路２００を移動させたときの電力の伝送効率に関する測定結果の一例を示す図である。
【図５】共鳴素子１３０および３３０の間の伝送距離と伝送効率との関係に関する図である。
【図６】磁界結合回路２００のコイルの軸を共鳴素子１３０および３３０のコイルの軸に対し垂直にした場合における伝送効率の変化に関する図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態における磁界結合回路２００と共鳴素子１３０および３３０との軸が互いに平行となるように配置させたときの伝送効率に関する測定系統を示す概念図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態における共鳴素子１３０および３３０の間において磁界結合回路２００を移動させたときの電力の伝送効率に関する測定結果の一例を示す図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態における共鳴素子１３０、磁界結合回路２００および共鳴素子３３０の配置例を示す図である。
【図１０】本発明の第１乃至第３の実施の形態をマウスパッド７１０およびマウス７２０に適用した場合におけるマウスパッド７１０およびマウス７２０の一構成例を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態を半導体デバイスに適用した場合における半導体デバイスの積層構造の一例を示す断面図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態を半導体デバイスに適用した場合における半導体デバイスのレイアウトの一例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための形態（以下、実施の形態と称する）について説明する。説明は以下の順序により行う。
１．第１の実施の形態（電力供給手法：共鳴素子および磁界結合回路のコイルを同軸線上に配置する例）
２．第２の実施の形態（電力供給手法：共鳴素子および磁界結合回路のコイルの軸を平行に並べる例）
３．第３の実施の形態（電力供給手法：共鳴素子の周辺に磁界結合回路を配置する例）
４．第１乃至第３の実施の形態の適用例
【００１７】
＜１．第１の実施の形態＞
［電力伝送システムの構成例］
図１は、本発明の第１の実施の形態における電力伝送システムの一構成例を示すブロック図である。
【００１８】
この電力伝送システムは、電力供給装置１００と、磁界結合回路２００と、受電装置３００とを備える。電力供給装置１００は、磁界共鳴による結合を用いて電力を受電装置３００に供給するものである。また、磁界結合回路２００は、その電力供給装置１００から供給される電力を受電装置３００に伝送する回路である。さらに、受電装置３００は、磁界結合回路２００を介して電力供給装置１００からの電力を受けることによって、一定の動作を行うものである。
【００１９】
電力供給装置１００は、周波数発生器１１０と、励振素子１２０と、共鳴素子１３０とを備える。なお、電力供給装置１００は、特許請求の範囲に記載の電力供給装置の一例である。また、受電装置３００は、整流回路３１０と、共鳴素子３３０と、励振素子３２０と、負荷回路３４０とを備える。なお、受電装置３００は、特許請求の範囲に記載の受電装置の一例である。
【００２０】
周波数発生器１１０は、一定の周波数成分からなる電気信号を発生させるものである。この周波数発生器１１０は、例えば、共鳴素子１３０の有する共鳴周波数と同一の周波数成分からなる電気信号を発生させる。すなわち、この周波数発生器１１０は、受電装置３００に供給するための電力として電気信号を生成する。この周波数発生器１１０は、例えば、コルピッツ形発振回路やハートレ形発振回路などにより実現される。また、この周波数発生器１１０は、発生させた電気信号の電力を励振素子１２０に出力する。
【００２１】
なお、ここでは一例として、周波数発生器１１０により、共鳴素子１３０の共鳴周波数と同一の周波数成分からなる電気信号を発生させる例について説明したが、これに限られるものではない。例えば、この周波数発生器１１０により、共鳴素子１３０の共鳴周波数と略同一の周波数成分からなる電気信号を発生させるようにしてもよく、共鳴周波数の近傍における複数の周波数成分からなる電気信号を発生させるようにしてもよい。また、周波数発生器１１０は、特許請求の範囲に記載の周波数発生器の一例である。
【００２２】
励振素子１２０は、周波数発生器１１０から供給される電気信号により励振されることによって、共鳴素子１３０に電気信号を伝送する誘電素子である。すなわち、励振素子１２０は、電磁誘導作用により周波数発生器１１０と共鳴素子１３０との間を結合するものである。この励振素子１２０は、周波数発生器１１０と共鳴素子１３０との間のインピーダンスの整合を取ることによって、電気信号の反射を防止する役割を果たす。この励振素子１２０は、例えば、コイルにより実現される。また、この励振素子１２０は、周波数発生器１１０から供給される電気信号を電磁誘導作用によって共鳴素子１３０に出力する。
【００２３】
共鳴素子１３０は、励振素子１２０から出力された電気信号に基づいて、主に磁界を発生させるための回路である。この共鳴素子１３０は、インダクタンスおよびキャパシタンスを有する。この共鳴素子１３０は、共鳴周波数において磁界強度が最も高くなる。この共鳴周波数ｆｒは、次式により表わすことができる。
【数１】
2010219838.tif 000003
【００２４】
ここで、Ｌは共鳴素子１３０の有するインダクタンスである。Ｃは共鳴素子１３０の有するキャパシタンスである。上式より、共鳴素子１３０の共鳴周波数は、共鳴素子１３０の有するインダクタンスＬおよびキャパシタンスＣにより定まる。
【００２５】
この共鳴素子１３０は、例えば、コイルにより実現される。この実現例においては、コイルの線間容量がキャパシタンスとしての役割を果たす。また、この例では、共鳴素子１３０のコイルは、コイルの軸方向に磁界を発生させる。なお、共鳴素子１３０は、特許請求の範囲に記載の第１の共鳴素子および電力出力装置における共鳴素子の一例である。
【００２６】
磁界結合回路２００は、当該磁界結合回路２００と電力供給装置１００における共鳴素子１３０との間を磁界共鳴によって結合するものである。すなわち、磁界結合回路２００は、共鳴素子１３０との間において結合状態となる。また、この磁界結合回路２００は、当該磁界結合回路２００と受電装置３００との間においても磁界結合を生じる。この磁界結合回路２００は、共鳴素子１３０と同様に、インダクタンスおよびキャパシタンスを有する。この磁界結合回路２００は、共鳴素子１３０の有する共鳴周波数と略同一の共鳴周波数を有する。この磁界結合回路２００は、例えば、共鳴素子１３０との間の結合度合いを最適にするために、共鳴素子１３０の有する共鳴周波数と同一の共鳴周波数に設定される。また、磁界結合回路２００は、電力供給装置１００における共鳴素子１３０と受電装置３００における共鳴素子３３０との間に配置される。
【００２７】
また、この磁界結合回路２００は、例えば、共鳴素子１３０と同様に、コイルにより実現される。この実現例においては、コイルの線間容量がキャパシタンスとしての役割を果たす。この共鳴素子１３０のコイルは、コイルの軸方向に磁界を発生させる。また、この磁界結合回路２００は、当該磁界結合回路２００と受電装置３００における共鳴素子３３０との間の磁界共鳴による結合によって、電力供給装置１００から供給された電力を共鳴素子３３０に伝送する。なお、磁界結合回路２００は、特許請求の範囲に記載の磁界結合回路の一例である。
【００２８】
共鳴素子３３０は、当該共鳴素子３３０と磁界結合回路２００との間の磁界共鳴による磁界結合によって、電力供給装置１００からの電力を受けるための素子である。また、この共鳴素子３３０は、当該共鳴素子３３０と電力供給装置１００における共鳴素子１３０との間の磁界結合によって電力供給装置１００から電力を受ける。この共鳴素子３３０は、共鳴素子１３０および磁界結合回路２００と同様に、インダクタンスおよびキャパシタンスを有する。
【００２９】
また、この共鳴素子３３０は、共鳴素子１３０または磁界結合回路２００と略同一の共鳴周波数を有する。この共鳴素子３３０は、例えば、磁界結合回路２００との間の結合度合いを最適にするために、磁界結合回路２００の有する共鳴周波数と同一の共鳴周波数に設定される。このように、共鳴素子１３０、磁界結合回路２００および共鳴素子３３０の共鳴周波数を全て同一の周波数に設定することによって、電力供給装置１００から受電装置３００への電力伝送の効率を向上させることができる。
【００３０】
また、この共鳴素子３３０は、例えば、共鳴素子１３０および磁界結合回路２００と同様に、コイルにより実現される。この実現例においては、コイルの線間容量がキャパシタンスとしての役割を果たす。また、この例では、共鳴素子３３０のコイルは、コイルの軸方向に磁界を発生させる。また、この共鳴素子３３０は、共鳴素子１３０との磁界結合により生じる電気信号の電力を励振素子３２０に出力する。なお、共鳴素子３３０は、特許請求の範囲に記載の第２の共鳴素子一例である。
【００３１】
励振素子３２０は、共鳴素子３３０から出力される電気信号により励振されることによって、整流回路３１０に電気信号を出力する誘電素子である。すなわち、励振素子３２０は、電磁誘導作用により共鳴素子１３０と整流回路３１０との間を結合するものである。この励振素子３２０は、共鳴素子３３０と整流回路３１０との間のインピーダンスの整合を取ることによって、電気信号の反射を防止する役割を果たす。この励振素子３２０は、例えば、コイルにより実現される。また、この励振素子３２０は、共鳴素子３３０との間の電磁誘導作用によって生じる電気信号である交流電圧を整流回路３１０に供給する。
【００３２】
整流回路３１０は、励振素子３２０から供給された交流電圧を整流することによって、電源電圧としての直流電圧を生成するものである。この整流回路３１０は、その生成された電源電圧を負荷回路３４０に供給する。負荷回路３４０は、整流回路３１０から電源電圧を受けることによって、一定の動作を行うものである。
【００３３】
このように、共鳴素子１３０および３３０の間に磁界結合回路２００を設けることによって、共鳴素子１３０および３３０と磁界結合回路２００との間の磁界共鳴により結合が生じて、電力供給装置１００からの電力を受電装置３００に供給することができる。ここで、磁界結合回路２００の配置による電力伝送効率の変化について、以下に図面を参照して説明する。
【００３４】
［磁界結合回路を回転させた場合における電力効率の測定結果例］
図２は、共鳴素子１３０および３３０の間の伝送距離の中間に配置された磁界結合回路２００を回転させたときの電力の伝送効率に関する測定結果の一例を示す図である。図２（ａ）は、磁界結合回路２００を回転させたときの伝送効率の測定系統を示す概念図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示した測定系統により測定された伝送特性を示す図である。
【００３５】
図２（ａ）には、励振素子１２０および３２０と、共鳴素子１３０および３３０と、磁界結合回路２００とが示されている。この測定系統では、周波数発生器１１０から励振素子１２０に与えられた電気信号が電磁誘導作用により共鳴素子１３０に供給される。そして、この共鳴素子１３０との間の磁界共鳴によって磁界結合回路２００を介して共鳴素子３３０に伝送された電気信号が励振素子３２０に出力される。
【００３６】
この場合においては、共鳴素子１３０、磁界結合回路２００および共鳴素子３３０として、それぞれ半径「１０ｃｍ」の同一のコイルを用いる。この共鳴素子１３０、磁界結合回路２００および共鳴素子３３０の共鳴周波数は、それぞれ約２６．２ＭＨｚである。この共鳴素子１３０および３３０のコイルは、これらのコイルの同軸線上に配置される。また、共鳴素子１３０および３３０の間の伝送距離は「６０ｃｍ」である。また、磁界結合回路２００は、共鳴素子１３０および共鳴素子３３０の間の伝送距離の中間点に配置される。すなわち、磁界結合回路２００は、共鳴素子１３０から「３０ｃｍ」離れた位置に設置される。
【００３７】
この測定系統において、共鳴素子１３０および３３０のコイルと同軸上に配置された磁界結合回路２００のコイルを基準として、伝送距離の中間点を中心に、磁界結合回路２００を「０度」、「４５度」、「６０度」、「９０度」に回転させる。この場合における測定結果が図２（ｂ）に示されている。
【００３８】
図２（ｂ）には、共鳴素子１３０および共鳴素子３３０の間の伝送特性４１１乃至４１４および８００が示されている。ここでは、縦軸を、励振素子１２０および３２０との間の電力伝送における電力の減衰量とし、横軸を周波数としている。この減衰量は、周波数発生器１１０から励振素子１２０に供給される電気信号の電力を基準としている。
【００３９】
伝送特性４１１乃至４１４は、図２（ａ）に示した測定系統において測定された伝送特性である。伝送特性４１１乃至４１４は、共鳴周波数（ｆｒ）を頂点とする単峰特性を示す。伝送特性４１１は、磁界結合回路２００の角度が「０度」である場合における共鳴素子１３０および共鳴素子３３０の間の伝送特性である。この場合において、他の伝送特性４１２乃至４１４に比べて、伝送特性４１１における共鳴周波数（ｆｒ）に対応する減衰量が最も小さい。
【００４０】
伝送特性４１２は、磁界結合回路２００の角度が「４５度」である場合における伝送特性である。この伝送特性４１２は、伝送特性４１１に比べて電力の減衰量が１ｄＢ程度大きい。伝送特性４１３は、磁界結合回路２００の角度が「６０度」である場合における伝送特性である。この伝送特性４１３は、伝送特性４１２に比べて電力の減衰量が１ｄＢ程度大きい。このように、磁界結合回路２００の角度が「６０度」となっても、「０度」のときと比べて減衰量が２ｄＢ程度増加するだけであるため、磁界結合回路２００の角度を厳密に調整しなくても、ある程度、伝送効率を改善することができる。
【００４１】
伝送特性４１４は、磁界結合回路２００の角度が「９０度」である場合における伝送特性である。この伝送特性４１４は、伝送特性４１３に比べて、減衰量が極めて大きい。また、この伝送特性４１４は、伝送特性８００と略同等の特性を示す。
【００４２】
伝送特性８００は、共鳴素子１３０および共鳴素子３３０の間に磁界結合回路２００を設けない場合における伝送特性である。この伝送特性８００は、上述のとおり、伝送特性４１４と同等の伝送特性を示す。このため、磁界結合回路２００の角度を垂直にした場合には、磁界結合回路２００による電力伝送効率の改善が僅かであることがわかる。
【００４３】
このように、磁界結合回路２００を「９０度」に設置した場合の伝送特性４１１を除き、磁界結合回路２００を設けることによって、磁界結合回路２００がない場合の伝送特性８００に比べ、伝送特性における減衰量を低減することができる。特に、共鳴素子１３０および３３０のコイルの同軸上に設置することによって、伝送特性を最も向上させることができる。すなわち、共鳴素子１３０および３３０から発生される磁界の磁界方向と略同一線上になるように、磁界結合回路２００から発生される磁界の磁界方向を合わせることによって、共鳴素子１３０および３３０の間の伝送効率を改善させることができる。また、磁界結合回路２００の角度を厳密に調整することなく、伝送効率をある程度向上させることができる。
【００４４】
次に、共鳴素子１３０および３３０のコイルと同軸線上に磁界結合回路２００のコイルの軸を合わせた上で、その同軸線上において磁界結合回路２００を移動させた場合における電力伝送効率の変化について、以下に図面を参照して説明する。
【００４５】
［同軸線上に磁界結合回路を移動させた場合における伝送効率の測定結果の例］
図３は、本発明の第１の実施の形態における磁界結合回路２００を共鳴素子１３０および３３０の間において同軸線上に移動させたときの伝送効率に関する測定系統を示す概念図である。ここでは、励振素子１２０および３２０と、共鳴素子１３０および３３０と、磁界結合回路２００とが示されている。これらは、図２（ａ）に示したものと同様であるため、ここでの説明を省略する。ただし、共鳴素子１３０および３３０の間の伝送距離は、図２（ａ）と異なり、「４０ｃｍ」である。
【００４６】
この測定系統において、共鳴素子１３０および３３０の間において磁界結合回路２００を移動させる。そして、共鳴素子１３０と磁界結合回路２００との間の距離が「１０ｃｍ」、「１５ｃｍ」、「２０ｃｍ」、「２５ｃｍ」、「３０ｃｍ」となるときにおける共鳴素子１３０および３３０の間の伝送特性を測定する。このとき、磁界結合回路２００のコイルは、共鳴素子１３０および３３０のコイルと同軸線上になるように設定される。この場合における測定結果を次図に示す。
【００４７】
図４は、本発明の第１の実施の形態における共鳴素子１３０および３３０の間において同軸線上に磁界結合回路２００を移動させたときの電力の伝送効率に関する測定結果の一例を示す図である。図４（ａ）は、図３に示した測定系統における共鳴素子１３０および３３０の間の伝送特性を示す図である。図４（ｂ）は、共鳴素子１３０および３３０の間において同軸線上に磁界結合回路２００を移動させたときの電力の伝送効率を示す図である。
【００４８】
図４（ａ）には、共鳴素子１３０および３３０の間の伝送特性４２１乃至４２５が示されている。ここでは、縦軸を減衰量とし、横軸を周波数としている。この減衰量は、周波数発生器１１０から励振素子１２０に供給される電気信号の電力を基準としている。
【００４９】
伝送特性４２１乃至４２５は、図３に示した測定系統において測定された伝送特性である。伝送特性４２１は、共鳴素子１３０と磁界結合回路２００との間の距離が「１０ｃｍ」である場合における共鳴素子１３０および共鳴素子３３０の間の伝送特性である。この伝送特性４２１は、２４．７ＭＨｚ近傍および共鳴周波数（ｆｒ）近傍を頂点とする２つの山を形成する波形を示す。この伝送特性４２１は、他の伝送特性４２２乃至４２５に比べて、最も減衰量が大きい伝送特性である。
【００５０】
伝送特性４２２は、共鳴素子１３０と磁界結合回路２００との間の距離が「１５ｃｍ」である場合における伝送特性である。この伝送特性４２２は、２５．３ＭＨｚ近傍、共鳴周波数（ｆｒ）近傍および２７．２ＭＨｚ近傍を頂点とする３つの山の形状を示す。この伝送特性４２２は、伝送特性４２１に比べて、共鳴周波数（ｆｒ）における減衰量が７ｄＢ程度小さい。
【００５１】
伝送特性４２３は、共鳴素子１３０と磁界結合回路２００との間の距離が「２０ｃｍ」である場合における伝送特性である。すなわち、この伝送特性４２３は、共鳴素子１３０および３３０の間の伝送距離の中間点に磁界結合回路２００が配置された場合における伝送特性である。この伝送特性４２３は、２５．６ＭＨｚ近傍、共鳴周波数（ｆｒ）近傍および２７．０ＭＨｚ近傍を頂点とする３つの山を形成する波形を示す。この場合において、共鳴周波数（ｆｒ）の近傍における減衰量が最も小さくなる。すなわち、共鳴素子１３０および３３０の間の伝送距離の中間に磁界結合回路２００を設けることによって、共鳴周波数（ｆｒ）の近傍において伝送効率が最も高くなる。
【００５２】
伝送特性４２４は、共鳴素子１３０と磁界結合回路２００との間の距離が「２５ｃｍ」である場合における伝送特性である。この伝送特性４２４は、２５．４ＭＨｚ近傍、共鳴周波数（ｆｒ）近傍および２７．１ＭＨｚ近傍を頂点とする３つの山の形状を示す。この伝送特性４２４は、伝送特性４２３に比べて、共鳴周波数（ｆｒ）における減衰量が３ｄＢ程度大きい。
【００５３】
伝送特性４２５は、共鳴素子１３０と磁界結合回路２００との間の距離が「３０ｃｍ」である場合における共鳴素子１３０および共鳴素子３３０の間の伝送特性である。この伝送特性４２５は、伝送特性４２１と同様に、２４．７ＭＨｚ付近および共鳴周波数（ｆｒ）付近を頂点とする２つの山を形成する波形を示す。この伝送特性４２５は、伝送特性４２４に比べて、共鳴周波数（ｆｒ）における減衰量が８ｄＢ程度大きい。
【００５４】
このように、共鳴素子１３０および３３０の間において共鳴素子１３０および３３０のコイルの同軸線上に磁界結合回路２００を移動させることにより、伝送特性が変化することがわかる。この場合において、共鳴素子１３０および３３０の間の伝送距離の中間となる位置に磁界結合回路２００を近づけることによって、共鳴周波数（ｆｒ）近傍の減衰量が小さくなる。これにより、共鳴素子１３０および３３０の間の伝送距離の中間に磁界結合回路２００を配置することによって、共鳴周波数（ｆｒ）の近傍における減衰量を最も低減することができる。
【００５５】
図４（ｂ）には、図４（ａ）に示した共鳴周波数（ｆｒ）に対応する減衰量に基づいて、共鳴素子１３０および磁界結合回路２００の間の距離と伝送効率との関係を表わす伝送効率特性が示されている。ここでは、縦軸を、共鳴素子１３０および３３０の間の電力の伝送効率とし、横軸を、共鳴素子１３０および磁界結合回路２００の間の距離としている。この伝送効率は、周波数発生器１１０から励振素子１２０に供給される電気信号の電力を基準としている。
【００５６】
ここでは、共鳴素子１３０および磁界結合回路２００の間の距離が「２０ｃｍ」のときに伝送効率が最大となることがわかる。すなわち、上述のとおり、共鳴素子１３０および３３０の間の伝送距離の中間に磁界結合回路２００を配置することによって、電力の伝送効率を最も向上させることができる。このように、共鳴素子１３０、磁界結合回路２００および共鳴素子３３０を同軸上に並べて、かつ、共鳴素子１３０および３３０の間の伝送距離の中間に磁界結合回路２００を配置することによって、最も伝送効率を向上させることができる。すなわち、共鳴素子１３０および３３０と磁界結合回路２００とにおける磁界方向を同一にして、伝送距離の中間に磁界結合回路２００を配置することによって、伝送効率を最も改善させることができる。次に、この場合における伝送距離と伝送効率との関係について、次図を参照して説明する
【００５７】
［磁界結合回路を共鳴素子の中間に設けることによる伝送効率の改善例］
図５は、共鳴素子１３０および３３０の間の伝送距離と伝送効率との関係に関する図である。ここでは、図３に示した測定系統において、共鳴素子１３０および３３０の間の伝送距離を「１０ｃｍ」から「８０ｃｍ」まで長くしていき、「１０ｃｍ」間隔ごとに共鳴周波数における減衰量を測定した結果が示されている。この場合において、磁界結合回路２００のコイルと、共鳴素子１３０および３３０のコイルとが同軸線上となるように、共鳴素子１３０および３３０の間の伝送距離の中間に磁界結合回路２００が配置される。
【００５８】
図５（ａ）は、共鳴素子１３０および３３０の間の伝送距離と減衰量との関係を表わす図である。図５（ｂ）は、共鳴素子１３０および３３０の間の伝送距離と伝送効率との関係を表わす図である。ここでは、横軸を、共鳴素子１３０および３３０の間の伝送距離としている。
【００５９】
図５（ａ）には、伝送距離特性４３１が点線により示され、伝送距離特性８３１が実線により示されている。ここでは、縦軸を、励振素子１２０および３２０の間の電力伝送における共鳴周波数に対応する減衰量としている。この減衰量は、周波数発生器１１０から励振素子１２０に供給される電気信号の電力を基準としている。
【００６０】
点線により示される伝送距離特性４３１は、共鳴素子１３０および３３０の間の伝送距離の中間に磁界結合回路２００を設置した場合における伝送距離に応じた減衰量の変化を示すものである。この伝送距離特性４３１は、伝送距離が「３０ｃｍ」から「６０ｃｍ」付近までの減衰量の変化は僅かであり、伝送距離が「６０ｃｍ」より大きくなるほど減衰量が大きくなる。
【００６１】
実線により示される伝送距離特性８３１は、共鳴素子１３０および３３０の間に磁界結合回路２００を設置しない場合における伝送距離に応じた減衰量の変化を示すものである。この伝送距離特性８３１は、伝送距離が「１０ｃｍ」から「３０ｃｍ」までの減衰量の変化は僅かであるが、「３０ｃｍ」より大きくなると減衰量が大きくなる。これにより、共鳴素子１３０および３３０の間の磁界共鳴による結合の度合いが共鳴素子１３０および３３０の間の伝送距離に応じて低くなり、減衰量が大きくなることがわかる。
【００６２】
このように、点線により示された伝送距離特性４３１は、実線により示された伝送距離特性８３１に比べて、伝送距離が長くなっても、減衰量は低く抑えられる。すなわち、共鳴素子１３０および３３０の間の伝送距離の中程に磁界結合回路２００を設けることによって、共鳴素子１３０および３３０の間の電力伝送による減衰量を抑制することができる。
【００６３】
図５（ｂ）には、伝送距離特性４３２が点線により示され、伝送距離特性８３２が実線により示されている。ここでは、図５（ａ）に示した伝送距離特性４３１および８３１の縦軸を、減衰量から伝送効率に変換したものが示されている。
【００６４】
点線により示される伝送距離特性４３２は、共鳴素子１３０および３３０の間の伝送距離の中間に磁界結合回路２００を設置した場合における伝送距離に応じた伝送効率の変化を示すものである。この伝送距離特性４３２は、伝送距離が「３０ｃｍ」から「５０ｃｍ」付近までの伝送効率は４０％程度であるが、伝送距離が「５０ｃｍ」より大きくなるほど伝送効率は低下していく。
【００６５】
実線により示される伝送距離特性８３２は、共鳴素子１３０および３３０の間に磁界結合回路２００を設置しない場合における伝送距離に応じた伝送効率の変化を示すものである。この伝送距離特性８３２は、伝送距離が「１０ｃｍ」から「２０ｃｍ」までの伝送効率の低下量は僅かであるが、伝送距離が「２０ｃｍ」より長くなると伝送効率は大きく低下する。そして、伝送距離が「５０ｃｍ」より長くなると伝送効率は１０％より低くなる。
【００６６】
このように、点線により示された伝送距離特性４３２は、実線により示された伝送距離特性８３２に比べて、伝送距離が大きくなっても、伝送効率の低下量は小さく抑えられる。また、伝送距離特性８３２においては伝送距離が「４０ｃｍ」になると伝送効率が４０％より低くなるが、伝送距離特性４３２においては伝送距離が「５０ｃｍ」になっても、４０％程度の伝送効率が維持される。このため、共鳴素子１３０および３３０の間の伝送距離の中程に磁界結合回路２００を設けることによって、共鳴素子１３０および３３０の間における伝送効率を向上させることができる。すなわち、共鳴素子１３０および３３０の間の伝送距離の中程に磁界結合回路２００を設けることによって、一定の伝送効率を維持することができる伝送距離を長くすることができる。なお、ここでは、共鳴素子１３０および３３０の間に磁界結合回路２００を１つ設置する例について説明したが、複数の磁界結合回路を設置するようにしてもよい。これにより、共鳴素子１３０および３３０の間の伝送距離を長くすることができる。
【００６７】
このように、本発明の第１の実施の形態では、共鳴素子１３０および３３０と磁界結合回路２００とにおける磁界方向が略同一線上になるように、共鳴素子１３０および３３０の間に磁界結合回路２００を配置することによって、伝送効率を改善させることができる。また、伝送距離の中程に磁界結合回路２００を設けることによって、図２において示した共鳴素子１３０および３３０のコイルの軸に対して磁界結合回路２００のコイルの軸を９０度傾けた場合を除き、電力の伝送効率を向上させることができる。なお、共鳴素子１３０および３３０のコイルの軸に対して磁界結合回路２００のコイルの軸を９０度傾けた状態において、磁界結合回路２００を移動させた場合における伝送効率の変化について、以下に図面を参照して説明する。
【００６８】
［共鳴素子と磁界結合回路との軸を垂直にした場合の例]
図６は、磁界結合回路２００のコイルの軸を共鳴素子１３０および３３０のコイルの軸に対し垂直にした場合における伝送効率の変化に関する図である。ここでは、励振素子１２０および３２０と、共鳴素子１３０および３３０と、磁界結合回路２００とが示されている。ここでは、共鳴素子１３０および３３０の間の伝送距離の中間位置から磁界結合回路２００を磁界結合回路２００のコイルの軸方向に移動させる。
【００６９】
この場合において、磁界結合回路２００を中間位置に設けても、図２（ｂ）に示した伝送特性４１４のように、共鳴素子１３０および３３０の間の伝送効率はほとんど向上しない。しかしながら、中間位置から磁界結合回路２００のコイルの軸方向に磁界結合回路２００を移動させることによって伝送効率は徐々に向上する。そして、中間位置からの磁界結合回路２００の距離が共鳴素子１３０および３３０の間の伝送距離の半分の距離より大きくなるに連れて伝送効率は低下していく。このように、磁界結合回路２００を中間位置から磁界結合回路２００における磁界方向に移動させることにより、一定の範囲において共鳴素子１３０および３３０の間の電力伝送における伝送効率が改善する。
【００７０】
ここでは、共鳴素子１３０および３３０のコイルを同軸線上に配置する例について説明したが、共鳴素子１３０、磁界結合回路２００および共鳴素子３３０のコイルの軸を平行となるように配置しても伝送効率が向上する。そのため、共鳴素子１３０、磁界結合回路２００および共鳴素子３３０のコイルの軸が平行となるように配置した場合における伝送効率の変化について、以下に図面を参照して説明する。
【００７１】
＜第２の実施の形態＞
［共鳴素子と磁界結合回路とを平行に並べた場合における伝送効率の測定結果の例］
図７は、本発明の第２の実施の形態における磁界結合回路２００と共鳴素子１３０および３３０との軸が互いに平行となるように配置させたときの伝送効率に関する測定系統を示す概念図である。ここでは、励振素子１２０および３２０と、共鳴素子１３０および３３０と、磁界結合回路２００とが示されている。これらは、図２（ａ）に示したものと同様であるため、ここでの説明を省略する。
【００７２】
この場合においては、共鳴素子１３０、磁界結合回路２００および共鳴素子３３０のコイルは、互いにコイルの軸が平行になるように配置される。すなわち、共鳴素子１３０、磁界結合回路２００および共鳴素子３３０からそれぞれ発生される磁界の磁界方向が互いに平行となるように共鳴素子１３０、磁界結合回路２００および共鳴素子３３０が配置される。また、共鳴素子１３０および３３０の間の伝送距離は、「６０ｃｍ」である。
【００７３】
この測定系統において、共鳴素子１３０および３３０の間において磁界結合回路２００を移動させて、共鳴素子１３０と磁界結合回路２００との間の距離が「２０ｃｍ」、「２５ｃｍ」、「３０ｃｍ」、「３５ｃｍ」、「４０ｃｍ」となるときの伝送特性を測定する。このとき、磁界結合回路２００のコイルは、共鳴素子１３０および３３０のコイルの軸と互いに平行になるように設定される。この場合における測定結果を次図に示す。
【００７４】
図８は、本発明の第２の実施の形態における共鳴素子１３０および３３０の間において磁界結合回路２００を移動させたときの電力の伝送効率に関する測定結果の一例を示す図である。図８（ａ）は、図７に示した測定系統における共鳴素子１３０および３３０の間の伝送特性を示す図である。図８（ｂ）は、共鳴素子１３０および３３０の間において磁界結合回路２００を移動させたときの電力の伝送効率を示す図である。
【００７５】
図８（ａ）には、共鳴素子１３０および３３０の間の伝送特性５１１乃至５１５が示されている。ここでは、縦軸を、励振素子１２０および３２０との間の電力伝送における電力の減衰量とし、横軸を周波数としている。この減衰量は、周波数発生器１１０から励振素子１２０に供給される電気信号の電力を基準としている。
【００７６】
伝送特性５１１乃至５１５は、図７に示した測定系統において測定された伝送特性である。伝送特性５１１は、共鳴素子１３０と磁界結合回路２００との間の距離が「２０ｃｍ」である場合における共鳴素子１３０および共鳴素子３３０の間の伝送特性である。この伝送特性５１１は、２３．６ＭＨｚ近傍、共鳴周波数（ｆｒ）近傍および２８．０ＭＨｚ近傍を頂点とする３つの山を形成する波形を示す。この伝送特性５１１は、他の伝送特性５１２乃至５１５に比べて、最も減衰量が大きい伝送特性である。
【００７７】
伝送特性５１２は、共鳴素子１３０と磁界結合回路２００との間の距離が「２５ｃｍ」である場合における伝送特性である。この伝送特性５１２は、共鳴周波数（ｆｒ）近傍および２６．７ＭＨｚ近傍を頂点とする３つの山の形状を示す。この伝送特性５１２は、伝送特性５１１に比べて、共鳴周波数（ｆｒ）における減衰量が１４ｄＢ程度小さい。すなわち、この伝送特性５１２は、伝送特性５１１に比べて、伝送効率が大きく改善される。
【００７８】
伝送特性５１３は、共鳴素子１３０と磁界結合回路２００との間の距離が「３０ｃｍ」である場合における伝送特性である。すなわち、この伝送特性５１３は、共鳴素子１３０および３３０の間の伝送距離の中間点に磁界結合回路２００が配置された場合における伝送特性である。この伝送特性５１３は、共鳴周波数（ｆｒ）近傍を頂点とする山を形成する波形を示す。この場合において、共鳴周波数（ｆｒ）の近傍における減衰量が最も小さくなる。すなわち、共鳴素子１３０および３３０の間の伝送距離の中間に磁界結合回路２００を設けることによって、共鳴周波数（ｆｒ）の近傍において伝送効率が最も高くなる。
【００７９】
伝送特性５１４は、共鳴素子１３０と磁界結合回路２００との間の距離が「３５ｃｍ」である場合における伝送特性である。この伝送特性５１４は、伝送特性５１２と同様に、共鳴周波数（ｆｒ）付近および２６．７ＭＨｚ付近を頂点とする２つの山を形成する波形を示す。この伝送特性５１４は、伝送特性５１３に比べて、共鳴周波数（ｆｒ）における減衰量が５ｄＢ程度大きい。
【００８０】
伝送特性５１５は、共鳴素子１３０と磁界結合回路２００との間の距離が「４０ｃｍ」である場合における共鳴素子１３０および共鳴素子３３０の間の伝送特性である。この伝送特性５１５は、２４．１ＭＨｚ付近、共鳴周波数（ｆｒ）付近および２７．９ＭＨｚ付近を頂点とする３つの山を形成する波形を示す。この伝送特性５１５は、伝送特性５１４に比べて、共鳴周波数（ｆｒ）における減衰量が１５ｄＢ程度大きい。
【００８１】
このように、共鳴素子１３０、磁界結合回路２００および共鳴素子３３０のそれぞれのコイルの軸を平行にして、共鳴素子１３０および３３０の間において磁界結合回路２００を移動させることにより、伝送特性が変化することがわかる。この場合において、共鳴素子１３０および３３０の間の伝送距離の中間となる位置に磁界結合回路２００を近づけることによって、共鳴周波数（ｆｒ）近傍の減衰量が小さくなる。これにより、共鳴素子１３０および３３０の間の伝送距離の中間に磁界結合回路２００を配置することによって、共鳴周波数（ｆｒ）の近傍における減衰量を最も低減させることができる。
【００８２】
図８（ｂ）には、図８（ａ）に示した共鳴周波数（ｆｒ）に対応する減衰量に基づいて、共鳴素子１３０および磁界結合回路２００の間の距離と伝送効率との関係を表わす伝送効率特性が示されている。ここでは、縦軸を、共鳴素子１３０および３３０の間の共鳴周波数における電力の伝送効率とし、横軸を共鳴素子１３０および磁界結合回路２００の間の距離としている。この伝送効率は、周波数発生器１１０から励振素子１２０に供給される電気信号の電力を基準としている。
【００８３】
ここでは、共鳴素子１３０および磁界結合回路２００の間の距離が「３０ｃｍ」のときに伝送効率が最大となることがわかる。すなわち、上述のとおり、共鳴素子１３０および３３０の間の伝送距離の中間に磁界結合回路２００を配置することによって、電力の伝送効率を最も向上させることができる。これにより、共鳴素子１３０、磁界結合回路２００および共鳴素子３３０のコイルの軸を平行にして、かつ、共鳴素子１３０および３３０の間の伝送距離の中間に磁界結合回路２００を配置することによって、最も伝送効率を向上させることができる。すなわち、共鳴素子１３０および３３０と磁界結合回路２００とにおける磁界方向を互いに平行となるようにして、伝送距離の中間に磁界結合回路２００を配置することによって、伝送効率を最も改善させることができる。
【００８４】
このように、本発明の第２の実施の形態では、共鳴素子１３０および３３０の間において、共鳴素子１３０および３３０における磁界方向に対して略平行に磁界を発生させるように磁界結合回路２００を配置することによって、伝送効率を改善することができる。また、この場合において、共鳴素子１３０および３３０の間の伝送距離の中程に磁界結合回路２００を設けることによって、共鳴素子１３０および３３０の間の電力伝送における伝送効率をさらに向上させることができる。このため、共鳴素子１３０および３３０の間における一定の伝送効率を維持することができる伝送距離を長くすることができる。
【００８５】
なお、共鳴素子１３０および３３０の間に磁界結合回路２００を設けることによって、共鳴素子１３０および３３０と磁界結合回路２００との間において磁界結合を生じさせる例について説明したが、以下のように磁界結合回路２００を配置するようにしてもよい。
【００８６】
＜３．第３の実施の形態＞
［共鳴素子の周辺に磁界結合回路を配置する例］
図９は、本発明の第３の実施の形態における共鳴素子１３０、磁界結合回路２００および共鳴素子３３０の配置例を示す図である。ここでは、励振素子１２０および３２０と、共鳴素子１３０および３３０と、磁界結合回路２００とが示されている。これらは、図１と同様のものであるため、同一符号を付してここでの説明を省略する。
【００８７】
この場合において、共鳴素子１３０、磁界結合回路２００および共鳴素子３３０のコイルの軸が互いに平行となるように、共鳴素子１３０、磁界結合回路２００および共鳴素子３３０のコイルの向きが設定される。そして、これらのコイルの軸に対して垂直方向に共鳴素子１３０および磁界結合回路２００が一定の間隔で配置されて、共鳴素子１３０および磁界結合回路２００の間の距離の中程からコイルの軸方向に所定の間隔で共鳴素子３３０が配置される。これにより、受電装置３００は、共鳴素子１３０または磁界結合回路２００との間の磁界共鳴によって電力供給装置１００からの電力を受ける。
【００８８】
このように、共鳴素子１３０および３３０の周辺に磁界結合回路２００を配置しても、共鳴素子１３０および３３０と磁界結合回路２００との間において磁気共鳴による結合が生じるため、共鳴素子１３０および３３０の間の伝送効率を向上させることができる。これにより、高い電力の伝送効率が得られる高効率領域５００が広がるため、共鳴素子３３０は、高効率領域５００において共鳴素子１３０からの電力を一定の割合で受けることができるようになる。
【００８９】
このように、本発明の実施の形態によれば、磁界結合回路２００を設けることによって、共鳴素子１３０および３３０の間の電力伝送における伝送効率を向上させることができる。ここで、本発明の実施の形態の適用例について以下に図面を参照して簡単に説明する。
【００９０】
＜４．第１乃至第３の実施の形態の適用例＞
［マウスパッドおよびマウスへの適用例］
図１０は、本発明の第１乃至第３の実施の形態をマウスパッド７１０およびマウス７２０に適用した場合におけるマウスパッド７１０およびマウス７２０の一構成例を示すブロック図である。ここでは、電力を供給するマウスパッド７１０と、マウスパッド７１０から電力を受けるマウス７２０とが示されている。この構成において、マウスパッド７１０上を人間の手により動かされるマウス７２０においてマウス７２０自身の変位量を示す移動情報が生成されて、その生成された移動情報がマウスパッド７１０に送信される。そして、その移動情報がマウスパッド７１０により受信されることを想定している。この適用例では、共鳴素子１３０および３３０と、磁界結合回路２００との配置に注目して説明し、その他の構成については図示を省略する。
【００９１】
マウスパッド７１０は、共鳴素子１３０および磁界結合回路２００を備える。このマウスパッド７１０は、図１に示した電力供給装置１００に対応するものである。また、マウス７２０は、共鳴素子３３０を備える。このマウス７２０は、図１に示した受電装置３００に対応するものである。なお、ここでは図示していないが、マウスパッド７１０は、図１に示した周波数発生器１１０および励振素子１２０を備える。さらに、マウス７２０は、図１に示した整流回路３１０、励振素子３２０および負荷回路３４０を備える。ここでは、この負荷回路３４０は、マウス７２０の移動距離および方向である変位量を測定して、その測定した結果を移動情報として生成する。
【００９２】
共鳴素子１３０は、図１において述べたとおり、インダクタンスおよびキャパシタンスを有する素子である。この共鳴素子１３０は、渦巻き状のコイルにより実現される。この共鳴素子１３０は、磁界結合回路２００または共鳴素子３３０との間において磁界共鳴による結合を生じる。
【００９３】
磁界結合回路２００は、４つの共鳴素子２０１乃至２０４を備える。この共鳴素子２０１乃至２０４は、インダクタンスおよびキャパシタンスを有する素子であり、渦巻状のコイルにより実現される。この共鳴素子２０１乃至２０４は、共鳴素子１３０のコイルと同一平面状にあり、共鳴素子１３０の対角線上にそれぞれ配置される。この共鳴素子２０１乃至２０４は、共鳴素子１３０または３３０との間において磁界共鳴による結合状態となる。また、この共鳴素子２０１乃至２０４は、共鳴素子１３０および３３０の共鳴周波数と略同一の共鳴周波数を有する。なお、磁界結合回路２００は、特許請求の範囲に記載の磁界結合回路２００の一例である。また、共鳴素子２０１乃至２０４は、特許請求の範囲に記載の複数の共鳴素子の一例である。
【００９４】
共鳴素子３３０は、図１において述べたとおり、インダクタンスおよびキャパシタンスを有する渦巻状のコイルである。この共鳴素子３３０は、共鳴素子１３０または磁界結合回路２００との間の磁界共鳴による結合によって、マウスパッド７１０からの電力をマウス７２０に供給する。
【００９５】
このように、マウスパッド７１０における共鳴素子１３０の周辺に共鳴素子２０１乃至２０４を設けることによって、共鳴素子３３０により電力を受けることができる領域を広くすることができる。なお、マウスパッド７１０は、特許請求の範囲に記載の電力出力装置の一例である。また、ここでは、本発明の第１乃至第３の実施の形態をマウスパッド７１０およびマウス７２０に適用する例について説明したが、デスクおよびノートパソコンに適用するようにしてもよい。この場合、共鳴素子１３０および磁界結合回路２００における複数の共鳴素子をデスクの内部に設けるとともに、ノートパソコンの内部に共鳴素子３３０を設ける。これにより、そのデスクにおける共鳴素子１３０および磁界結合回路２００と、ノートパソコンにおける共鳴素子３３０との間の磁界結合によって、ノートパソコンはデスクから供給された電力を受けることができるようになる。
【００９６】
次に、半導体デバイスの製造プロセスにおける制約により、共鳴素子１３０および３３０の間の距離が大きくなってしまう場合において本発明の実施の形態を適用する例について以下に説明する。
【００９７】
［製造上の制約を受ける場合の例］
図１１は、本発明の第１の実施の形態を半導体デバイスに適用した場合における半導体デバイスの積層構造の一例を示す断面図である。ここでは、共鳴素子１３０および３３０と、磁界結合回路２００と、基板７３１乃至７３３と、メタル層７４１乃至７４３とが示されている。ここでは、製造上の制約により、上段において基板７３１上に共鳴素子１３０およびメタル層７４１が、中段において基板７３２上にメタル層７４２が、下段において基板７３３上に共鳴素子３３０およびメタル層７４３がそれぞれ形成される場合を想定している。この構造において、共鳴素子１３０からの電力を共鳴素子３３０により受けて、その受けた電力をメタル層７４３に供給する。
【００９８】
このような場合において、共鳴素子１３０および３３０の間のメタル層７４２に磁界結合回路２００を形成することによって、共鳴素子１３０および３３０の間の電力伝送効率を向上させることができる。
【００９９】
図１２は、本発明の第２の実施の形態を半導体デバイスに適用した場合における半導体デバイスのレイアウトの一例を示す平面図である。ここでは、基板７３０と、共鳴素子１３０および３３０と、磁界結合回路２００とが示されている。ここでは、基板７３０上に、共鳴素子１３０および３３０が製造上の制約により一定の間隔で離れて形成されることを想定している。
【０１００】
このような場合において、共鳴素子１３０および３３０の間の中程に磁界結合回路２００を形成することによって、共鳴素子１３０および３３０の間の電力伝送効率を改善することができる。
【０１０１】
なお、本発明の実施の形態は本発明を具現化するための一例を示したものであり、上述のように特許請求の範囲における発明特定事項とそれぞれ対応関係を有する。ただし、本発明は実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変形を施すことができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１００  電力供給装置
１１０  周波数発生器
１２０、３２０  励振素子
１３０、２０１〜２０４、３３０  共鳴素子
２００  磁界結合回路
３００  受電装置
３１０  整流回路
３４０  負荷回路
７１０  マウスパッド
７２０  マウス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図４】
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【図８】
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